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华南植物园对南亚热带人工林系统能值模拟研究取得进展

2013.7.29

　　美国著名生态学家、“系统生态学”之父H.T. Odum及其同事通过大量研究发现，若不考虑系统组分的具体形式，各种各样的生态系统都具备相似的结构，即每个生态系统都能被简化成由生产者、消费者以及分解者构成，这有助于认清系统的主要生态过程和本质特征。而能量是所有生物过程的驱动力，任何作用和过程都伴随着能量的转换和利用。基于系统生态学和能量动力学原理，以Odum为首的能值研究专家们开发了基于能量系统图的Mini-model模型，用于模拟各种各样的生态系统。可是，Mini-model模型主要是基于物质和能量守恒原理对生态系统进行模拟，并未考虑系统具体的生物学过程和生理生态机制，其对实际生态系统模拟的效果还有待进一步验证。

　　中科院华南植物园植被与景观生态学研究组的博士研究生李林军在导师任海研究员和陆宏芳研究员的指导下，借助Mini-model模型，模拟了南亚热带三种典型人工林生态系统（马占相思林、乡土混交林和针叶林）的生物量和土壤有机质等组分库和流在0-22龄间的动态变化和自组织发展过程；然后将生物量、土壤有机质模拟结果与前期开展的并已经过验证的Biome-BGC模拟结果以及历年实测数据进行了对比；结果发现，Mini-model模型模拟的结果与后两者保持一致，较好地模拟了三个人工林系统生物量和土壤有机质的动态变化。这说明只要将主要的生态系统组分、过程和驱动力因素考虑在内，Mini-model模型的模拟也能具有同基于生理生态过程的Biome-BGC模型模拟一样的效果，同时验证了系统的能量流动和转换过程特征同系统的物质生产与代谢行为相吻合。因此，Mini-model模型从宏观整体的系统视角出发，以最少的维度简化模拟具体的生态系统过程，较为简单和容易使用，是从能量动力学角度简化模拟复杂生态系统、探讨系统结构和功能特征及其发展变化很好的工具和手段。

　　目前，该研究成果已被国际生态学研究主流期刊Ecological Modelling(2013.26,32-41）登载发表。